在一些要求响应速度快、实时性强、控制量多的应用场合,往往理由多个单片机结合PC机组成分布系统,在这样的系统中可以使用RS-485接口连接单片机和PC机。RS-485是RS-232的改良标准,在通信速率、传输距离、多机连接等方面较RS-232有了很大的提高,在软件设计上和RS-232基本一致。在结合RS-485及有关资料基础上学习了用单片机实现485总线现场监测系统。这个系统以PC机为主机,多个单片机为从机的现场监测系统,单片机组组成的各个节点负责采集终端设备的状态信息,主机以轮询的方式向各个节点获取这些设备信息,并根据信息内容进行相关的操作。
在一些特殊的应用场合,单片机通信不能采用有线数据传输方式,而需要采用短距离的无线数据传输方式。短距离的无线传输具有抗干扰能力强、可靠性高、安全性好、受地理条件限制少、安装灵活等优点,可以利用单片机和专用无线传输芯片实现简单的短距离无线传输方案,硬件部分包括单片机端和PC机端,实现单片机和PC机间的数据传输。
单片机在控制本地的外围期间时,信息的交互是通过8位并行数据总线进行的,但是在较大规模的现代控制系统中,单片机还需要控制远端的设备,可以利用单片机的串行通信模块,在学习了RS-232串口通信的原理和时序后,学习了利用RS-232接口实现串口数据传输的点对点通信。
单片机不仅在控制系统有很大的应用,在信号的产生方面也有独特的应用。在现代电子学的各个领域中,常常需要高精度切频率方便可调节的信号发生器,可以利用单片集成芯片实现函数信号发生器,这种信号发生器风产生多种波形信号,达到较高的频率,且易于调试。在参考有关资料下,学习设计了利用集成芯片MAX038实现智能信号发生器。
从上高中开始,我们学校用的餐卡就为接触式的IC卡,在校园里还分布着很多的IC卡电话,上大学以后学校使用的校园一卡通,为非接触式是射频式IC卡,因此对IC卡有了兴趣,在学习单片机的过程中,了解到单片机可以实现IC卡的读写控制,在参考有关资料的基础上,学习的利用单片机实现接触式的IC卡读写控制。
在银行或者其他的公共场合中,经常会看到显示实时信息的显示屏,其中包括年、月、日、星期、时间等,本例子的功能是在51单片机系统中设置、获取、记录实时的日历时钟信息并通过数码管显示,选用日历时钟芯片DS12C887作为实时时钟芯片,为系统提供详细的时间信息,次款芯片内部有锂电池,可以带掉电的情况下保存10年以上。
单片机在控制方面不仅可以在工业控制方面大展神通,如果用在控制一些很有意思的芯片方面也可以实现实用的功能。比如用单片机控制冲电芯片实现手机的智能充电器设计,基于次参考有关资料学习了基于MAX1898的智能充电器设计。
学习了单片机在的基本输入输出和在数据采集领域的应用,接着学习了单片机在控制领域的应用。在控制系统中,通常要控制机械部件的平移和转动,这些机械部件的驱动大都采用交流电机、直流电机和步进电机等,其中步进电机最适合与数字控制。因此在了解单片机在控制系统中的应用时,首先了解了单片机控制步进电机的设计。
单片机不仅可以用于温度测量,也可以用来测量气压这类非电信号,就要用到气压传感器。气压传感器的原理是将气压信息转换为电流或者电压输出,转换后的电压或者电流常为模拟信号,因此还必须进行A/D转换,以满足单片机的接口需要。在学习了温度传感器的是使用后,结合MPX4105气压传感器,学习了数字气压机的设计。
单片机除了可以测量电信号外,还可以用与温度、湿度等非电信号的测量,能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛的应用于很多领域。单片机的接口信号是数字信号,要想用单片机作区温度这类非电信号,就要使用温度传感器将温度信息转换为电流或者电压信号输出,如果转化的信号是模拟信号,还需要进行A/D转化,以满足单片机接口的需要。
单片机不仅可以实现简单的音乐放生器,而且可以实现基于语音录放芯片的语音录放电路。结合以前学习的内容,结合有关资料实现了单片机的语音录放设计。
单片机系统包括输出与输入系统,在学习过的LED、LCD显示等都为输出系统,常见的输入系统有键盘等。基于以前学习的内容,加上键盘输入系统构成简单的电子密码锁。在键盘输入设计中要注意去抖动和判断是否一次按键而有多个键值输入的情况。
在学习了单片机驱动7段数码管显示电路后,了解实际应用中多是利用的专门的数码管显示驱动芯片,例如MAX7219多功能串行LED显示驱动芯片。MAX7219是一款串行共阴极数码管动态显示驱动芯片,其峰值段电流可达40mA,最高串行扫描频率为10MHz,典型扫描频率为1.3kHz,仅使用3线串行接口传送数据,可直接与单片机接口,可以方便的修改内部参数以实现多位LED显示。内部含硬件动态扫描显示控制电路,每片芯片可同时驱动8位共阴极LED或64个独立的LED,多片MAX7219级联时,可控制更多的LED。
LED 显示屏是在20 世纪80 年代在全球迅速发展起来的一种新型的信息显示媒体, 它利用发光二极管构成的点阵模块组成大面积显示屏幕,具有可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、价格性能比高、使用成本低等特点,迅速成长为平板显示的主流产品之一,在广告牌、公共显示屏等信息显示领域得到了广泛的应用。
随着电子技术的不断发展, 家庭中的许多电器设备如彩电、冰箱、空调等都已贴上了智能化的标签, 为提高人们的生活质量做出了贡献。但遗憾的是, 居室的眼睛---窗户, 却迟迟未跟上时代的步伐。即使是在众多的智能化生活小区, 我们都可以发现, 几乎所有的窗户的管理仍然处在原始管理方式, 与电子技术毫不沾边, 更不用说智能化了。如果使窗户具有一定的智能, 如下雨则自动关、室内有害气体超标则自动开、有盗贼入内则自动报警等, 就会给人们的居家生活带来诸多方便, 从而进一步提高人们的生活质量。